zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kĩ thuật Viễn thông

Thiết kế bộ thu thập dữ liệu đo mức nước sử dụng chuẩn truyền thông SDI-12

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

13
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Thiết kế bộ thu thập dữ liệu đo mức nước sử dụng chuẩn truyền thông SDI-12 trình bày thiết kế bộ thu thập dữ liệu nhằm đọc dữ liệu từ các cảm biến đo và thực hiện truyền thông. Mục đích của việc thiết kế bộ thu thập là hướng đến giảm giá thành hệ thống đo, và giúp cho việc thay thế, sửa chữa, và bảo trì được linh hoạt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế bộ thu thập dữ liệu đo mức nước sử dụng chuẩn truyền thông SDI-12

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 THIẾT KẾ BỘ THU THẬP DỮ LIỆU ĐO MỨC NƯỚC SỬ DỤNG CHUẨN TRUYỀN THÔNG SDI-12 Phạm Đức Đại1, Nguyễn Thị Thúy Hằng1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: daipd@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐO 3) Hệ thống nhận dữ liệu, hiển thị và truyền dữ liệu: đây chính là bộ thu thập dữ liệu (data- Vấn đề quan trắc mực nước trong các lĩnh logger), bộ này có nhiệm vụ đọc dữ liệu và vực thủy lợi như vận hành hồ chứa, đập, và truyền dữ liệu theo yêu cầu. phòng chống thiên tai ngày càng được quan tâm, nên việc thiết kế hệ thống đo mức nước là rất cần thiết. Ở Việt Nam, cảm biến đo mức nước dạng phao được ứng dụng để đo mức nước rời rạc, trong khi các cảm biến đo mức nước theo các nguyên lý khác như sóng radar, siêu âm, áp lực,… được sử dụng để đo mực nước liên tục. Việc chế tạo các cảm biến Hình 1. Cấu trúc hệ thống đo đo với độ chính xác cao là rất khó, do đó bài báo này trình bày thiết kế bộ thu thập dữ liệu Bài báo này trình bày thiết kế bộ thu thập nhằm đọc dữ liệu từ các cảm biến đo và thực dữ liệu cho các cảm biến có giao tiếp truyền hiện truyền thông. Mục đích của việc thiết kế thông SDI-12. Bộ thu thập có chức năng 1) bộ thu thập là hướng đến giảm giá thành hệ đọc dữ liệu đo được từ cảm biến có giao tiếp thống đo, và giúp cho việc thay thế, sửa chữa, SDI-12 2) truyền dữ liệu về nhà điều hành và bảo trì được linh hoạt. trung tâm hoặc truyền lên Web thông qua SIM 3G. Sở dĩ việc lựa chọn thiết kế đọc dữ 2. CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐO liệu theo giao tiếp SDI-12 là vì hiện nay có Cấu trúc của một hệ thống đo như ở Hình 1 rất nhiều cảm biến đo mức nước được trang bao gồm: 1) Đầu đo (cảm biến): chuyển các bị chuẩn này, như trên Bảng 1. thông tin vật lý (ví dụ áp lực) thành tín hiệu Bảng 1. Các hãng sản xuất cảm biến điện 2) chuyển đổi đo: chuyển đổi các tín hiệu đo mức có giao tiếp theo chuẩn SDI-12 điện thành tín hiệu giao tiếp theo chuẩn công nghiệp như 4-20mA (4dây), 4-20mA Hãng sản xuất (HART), 0-10V, hoặc cung cấp giao tiếp Envco truyền thông kiểu MODBUS RTD, SDI-12,… Loại cảm biến: PT12 Với các giao tiếp chuẩn đầu ra tương tự như SDI-12 water level. Đo 0-10V, 4-20mA, thì tín hiệu ra của cảm biến nức sử dụng nguyên lý có thể được đọc sử dụng PLC với module vào đo áp lực. tương tự (AI), sau đó giá trị đọc được sẽ được quy đổi về giá trị đo. Trong khi, đầu ra với các METER group chuẩn truyền thông, giá trị đo được lưu trong Đo mức nước sử dụng thanh dữ liệu, và cần các module có giao tiếp nguyên lý đo áp lực truyền thông phù hợp để đọc được giá trị này. 549
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 Hãng sản xuất Bước 3. Cảm biến được yêu cầu sẽ phản Waterlog hồi trong vòng 15ms (đây là khoảng thời gian lớn nhất) cho đến khi dữ liệu đo sẵn sàng và Loại cảm biến: Model H-3611/3612/3613 đo giá trị phép đo được nó trả về. mức nước sử dụng Bước 4. Nếu phép đo sẵn sàng, bộ thu thập sóng Radar dữ liệu sẽ phát ra một lệnh tới cảm biến để yêu cầu trả về giá trị đo. Nếu phép đo chưa 3. CHUẨN TRUYỀN THÔNG SDI-12 sẵn sàng, bộ thu thập sẽ chờ cảm biến đó gửi một lệnh cho bộ thu thập và báo rằng dữ liệu SDI-12 được viết tắt từ “Serial - digital đã sẵn sàng. Sau đó bộ thu thập sẽ gửi lệnh interface” là chuẩn giao tiếp cho các bộ thu để lấy dữ liệu. Khung dữ liệu của giao thức thập dữ liệu được thiết kế dựa trên vi điều SDI-12 bao gồm 1 start bit, 7 bit dữ liệu, 1 bít khiển. SDI-12 cung cấp giao tiếp truyền dữ chẵn, lẻ, và 1 stop bit. liệu số nối tiếp với tốc độ dữ liệu là 1200. Điểm nổi trội của SDI-12 là, chúng thường 4. THIẾT KẾ BỘ THU THẬP DỮ LIỆU được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi công + Bộ thu thập dữ liệu bao gồm bộ ổn định suất tiêu thụ thấp, và các ứng dụng liên kết nguồn 12V, có nhiệm vụ chuyển nguồn một nhiều cảm biến trên cùng một cáp (gọi là chiều từ năng lượng mặt trời sang nguồn 12V đường bus). Kết nối của bộ thu thập dữ liệu ổn định. và các cảm biến có giao tiếp SDI-12 như trên + Bộ vi xử lý Atmega 2560 có nhiệm vụ Hình 2. Với một đường bus, giao tiếp SDI-12 đọc dữ liệu từ các cảm biến theo giao thức cho phép đọc dữ liệu của tối đa đến 60 cảm SDI-12. biến. SDI-12 sử dụng ba dây kết nối + Bộ nhớ lưu dữ liệu SD.  Dây tín hiệu dữ liệu (Serial data line) + Bộ truyền dữ liệu GSM sử dụng module  Dây đất (ground line) SIM 800.  Dây nguồn (+12V) + Bộ định thời gian thực DS1307, định chu kỳ đo. Đường dữ liệu của cảm biển SDI-12 được kết nối với nhau theo dạng bus và nối với chân số 2 của Atmega 2560. Module sim 800 Module thời gian thực Atmega 2560 Hình 2. Kết nối bộ thu thập dữ liệu Module và các cảm biến SDI-12 thẻ nhớ SD Giao thức thực hiện truyền thông SDI-12 Bước 1. Bộ thu thập dữ liệu đánh thức tất SDI 12 cả các cảm biến SDI-12 với một lệnh. Sensors Bước 2. Bộ thu thập dữ liệu phát ra một lệnh đến một cảm biến được xác định thông Hình 3. Kết nối bộ thu thập dữ liệu qua địa chỉ và yêu cầu nó thực hiện việc đo. và các cảm biến SDI-12 550
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 Bộ điều khiển trung tâm sẽ lần lượt truy Bảng 2. Thông số kỹ thuật bộ thu thập cập đến các sensor để yêu cầu trả về giá trị đo dữ liệu môi trường được theo giao thức truyền thông SDI-12. Thành phần Thông số Mạch thiết kế của bộ thu thập dữ liệu cho như trên Hình 4. Nguồn cấp 12VDC/2A Cảm biến RK401 Đo lượng mưa: max 8mm/minute Chức năng Cảm biến CTD-10 Đo mực nước: 0-10m Đo độ dẫn điện (độ mặn): 0 to 120 dS/m Truyền dữ liệu GSM (Sim 3G hoặc sóng RF) về trung tâm Giao tiếp SDI-12; hoặc dạng xung. truyền thông Chất liệu Hộp nhựa Trọng lượng 0.5 Kg Vi điều khiển (ATMEL) ATMEGA2560 Bộ ổn áp LM2576S 12V/5V Hình 4. Mạch kiểm nghiệm Bộ định thời DS1307 5. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM gian thực Lưu dữ liệu Nhóm tác giả đã đưa ra sản phẩm là bộ thu 2GB thẻ nhớ thập dữ liệu. Để kiểm nghiệm, nhóm tác giả Lập trình đọc dữ sử dụng cảm biến đo mức nước CTD-10 của Tùy theo người sử dụng liệu theo chu kỳ hãng METER Group. Cảm biến này có thể đo đồng thời các thông số như: mực nước; độ Tự động gửi lên Hỗ trợ người sử dụng (website Web test: http://ktdktdh.tk/) mặn; và nhiệt độ của nước. Kết quả thử nghiệm được đưa lên Website của Bộ môn kỹ thuật điều khiển và tự động hóa: http://ktdktdh.tk/. 6. KẾT LUẬN Nhóm tác giả đã thiết kế và thử nghiệm giao tiếp truyền thông theo chuẩn SDI-12 thành công với cảm biến CTD-10. Trong thời gian tới, nhóm tác giả sẽ phát triển sản phẩm theo hướng nhỏ gọn hơn, với nhiều chuẩn giao tiếp công nghiệp khác nhau cho phép đọc được các cảm biến công nghiệp. 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] SDI-12 A Serial-Digital Interface Standard for Microprocessor-Based Sensors. Hình 5. Bộ thu thập dữ liệu [2] CTD-10 manual- METER Group 2018. 551

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.